Un mode de reproduction étonnant chez Messor barbarus : l'hybridogénèse sociale

[Bouboulou]

Coucou !

En feuilletant le Cahier d'identification des Fourmis de France, Belgique, Luxembourg & Suisse, je suis tombé sur ce passage là concernant les Messor barbarus :

Le mode reproductif repose sur l'hybridogénèse sociale. Deux lignées génétiques distinctes vivent en effet en sympatrie, et les reines doivent s'accoupler avec des mâles de leur propre lignée génétique pour produire des reines, ainsi qu'avec des mâles de l'autre lignée pour produire des ouvrières.

Comme je ne connaissais pas du tout ce mode de reproduction, je me suis renseigné, et j'ai trouvé tout ceci assez passionnant.

La découverte de l'hybridogénèse sociale date un peu, puisqu'elle est découverte chez Cataglyphis hispanica en 2012 par Laurianne Leniaud, Hugo Darras, Raphael Boulay et Serge Aron. 5 ans plus tard, en 2017, Jonathan Romiguier (auteur principal de l'étude sur la xenoparité publiée en 2025) et Laurent Keller mettent en évidence le même phénomène chez Messor barbarus.

Un sujet existe déjà sur le forum à ce sujet : Un nouveau mode de reproduction : l'hybridogénèse sociale chez Cataglyphis hispanica. Il ne concerne pas les Messor barbarus et des éléments diffèrent dans le mode de reproduction (bien que le nom soit le même), c'est pour cela que je crée un nouveau sujet.

On retrouve plusieurs similarités avec la xenoparité dont on avait parlé il y a quelques temps dans le sujet Xenoparité chez Messor, publication et article du monde.

Une des conséquences est que ce n'est pas la nourriture fournie aux larves issues d’œufs diploïdes qui détermine la nature sexuée ou non des individus, comme c'est habituellement le cas. Ici, dès la fécondation de l'ovule par le spermatozoïde, la caste de l'individu est déterminée :

• ouvrière si le spermatozoïde appartenait à un mâle de lignée génétique différente de celle de la gyne reproductrice.

• gyne si le spermatozoïde appartenait à un mâle de même lignée génétique que celle de la gyne reproductrice.

• mâle si l'ovule n'est pas fécondé.

Chez Messor barbarus, c'est donc la gyne reproductrice qui "décide" de tout ceci dans la colonie, ce qui pourrait expliquer le fait que certaines colonies produisent des gynes très tôt (potentiel surplus de spermatozoïdes de mâles de même lignée génétique que celle de la gyne reproductrice), tandis que d'autres n'en produiront peut-être jamais (s'il n'y pas eu de reproduction avec un mâle de même lignée génétique que celle de la gyne reproductrice).

Les sexués issus d'une même colonie appartiennent donc obligatoirement à la même lignée génétique que celle de leur mère.

J'ai fait un schéma explicatif, s'il contient des erreurs ou des imprécisions, n'hésitez pas.

Schéma explicatif de
l'hybridogénèse sociale

Sources :

• Lebas C. & Galkowski C., 2025. - Cahier d'identification des Fourmis de France, Belgique, Luxembourg & Suisse. Éditions Biotope, Mèze, (collection Cahier d'identification), 384 p.

• Alain Lenoir, Dictionnaire amoureux des fourmis (Mis à jour 26-Sep-2022) : https://www.dictionnaire-amoureux-des-f ... genese.htm

[Gigantiosp59]

Très sympa ! C'est un comportement très intéressant, comme la xenoparité !
Par contre j'ai une question, comment la reine choisit un spermatozoïde issu d'un mâle de la même lignée qu'elle ou qui n'est pas de la même lignée, et j'ai même envie de dire «A-t-elle le choix ?».

[Mediagarde]

Étonnant ! Je me demande quel avantage évolutif ça peut avoir ce mode de reproduction...

[Bouboulou]

Par contre j'ai une question, comment la reine choisit un spermatozoïde issu d'un mâle de la même lignée qu'elle ou qui n'est pas de la même lignée, et j'ai même envie de dire «A-t-elle le choix ?».

Excellente question qui, de ce que j'ai compris, turlupine encore les chercheurs. Plusieurs hypothèses sont envisagées :

• La gyne parvient en effet à "trier" les spermatozoïdes contenus dans sa spermathèque (potentiellement compartimentée pour un rangement immédiat dès la fécondation de la gyne ) pour "choisir" instinctivement les bons à utiliser au moment propice.

• Les ovules sont fécondés aléatoirement, puis éliminés selon leur nature, et potentiellement recyclés, soit directement par la gyne, soit par les ouvrières en consommant le couvain. Cette hypothèse me paraît plus plausible que la précédente, ça n'est que mon opinion.

• Ou autre mécanismes encore non envisagés à ce jour...

Je me demande quel avantage évolutif ça peut avoir ce mode de reproduction...

Très bonne question également, puisque :

L'avantage évolutif exact de l'hybridogénèse sociale n'est pas démontré.

Il existe donc là encore plusieurs hypothèses, la plus étudiée, et la plus probable, étant la suivante : les ouvrières étant des hybrides des deux lignées, elles bénéficient automatiquement d'un brassage génétique important, nommé effet d'hétérosis. Les avantages de cette diversité génétique seraient multiples : longévité accrue, meilleure résistance aux aléas (maladies, parasites, sécheresses...), plus grande adaptabilité...

Source :

Cryptic lineages hybridize for worker production in the harvester ant Messor barbarus, Victoria Norman & Hugo Darras & Christopher Tranter & Serge Aron & William O H Hughes : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5134035/

[Mediagarde]

les ouvrières étant des hybrides des deux lignées

Ah du coup pour produire des gynes il faut que ce soit le bon spermatozoïde et un nourrissage au stade larvaire adapté ! Sinon ça devient une ouvrière. C'est bien ça ?

[Bouboulou]

Ah du coup pour produire des gynes il faut que ce soit le bon spermatozoïde

Oui, spermatozoïde issu d'un mâle de la même lignée génétique que celle de la gyne reproductrice.

et un nourrissage au stade larvaire adapté

Et non, ici, le nourrissage au stade larvaire n'influence pas la nature sexuée ou non de l'individu, c'est ça que je trouve le plus fou. Dès la fécondation de l'ovule par le spermatozoïde, la caste est déterminée.

J'imagine que ça explique le fait que l'on puisse détecter la forme atypique des larves sexuées très tôt dans leur développement (simple spéculation qui n'engage que moi ).

Par contre, si une larve de gyne est sous-nourrie, c'est sûr qu'elle n'aura pas une croissance normale et sera susceptible d'en mourir, mais elle ne deviendra pas une ouvrière pour autant !

[Mediagarde]

elles bénéficient automatiquement d'un brassage génétique important

Mais du coup il n'y a pas plus de brassage génétique chez les ouvrières d'un même nid si elles viennent toutes des spermatozoïdes d'un mâle de la bonne lignée ? Il y en a même moins par rapport à d'autres espèces où la larve peut devenir à la fois une ouvrière ou une reine selon le nourrissage parce que la gamme de mâle pouvant donner des ouvrières est plus restreinte si je puis ainsi dire.

[sceletus]

@Mediagarde : L'utilisation obligatoire de spermatozoïdes issus d'un mâle d'une autre lignée induit de fait un plus grand brassage génétique que l'utilisation de spermatozoïdes issus d'un mâle de même lignée que la reine (consanguinité).

[sceletus]

Mais du coup il n'y a pas plus de brassage génétique chez les ouvrières d'un même nid si elles viennent toutes des spermatozoïdes d'un mâle de la bonne lignée ?

Que les ouvrières d'un même nid bénéficient d'un brassage génétique important ne signifie pas qu'elles ont toutes un patrimoine génétique différent. Cela signifie simplement que leurs parents sont génétiquement éloignés, ce qui est pour le coup un avantage évolutif considérable, qui est permis dans 100% des cas chez Messor barbarus grâce à l'hybridogénèse sociale. Pour que ce soit le cas chez d'autres espèces, il faut un coup de bol.

Il y en a même moins par rapport à d'autres espèces où la larve peut devenir à la fois une ouvrière ou une reine selon le nourrissage parce que la gamme de mâle pouvant donner des ouvrières est plus restreinte si je puis ainsi dire.

Chez une espèce ne pratiquant pas ce mode de reproduction, la gyne se reproduit avec un ou plusieurs mâles sans que le patrimoine génétique de ces derniers soit un problème. C'est-à-dire que ces mâles peuvent potentiellement être très proches génétiquement de la gyne. Supposons que ce soit le cas. De ce fait, les descendants de cette gyne reproductrice (que ce soient les gynes ou les ouvrières) ont très peu de brassage génétique et les allèles délétères récessifs ont moins de chance d'être masqués.

Chez une espèce pratiquant l'hybridogénèse sociale, cette éventuelle consanguinité est impossible, du moins pour les ouvrières. Puisqu'elles sont hybrides, leur mère et leur père sont forcément éloignés génétiquement (pas de la même lignée génétique), elles bénéficient donc de l'effet d'hétérosis.

La limite est que les gynes, elles, sont forcément "consanguines", car enfermées dans leur lignée génétique (l'une ou l'autre) depuis des générations. Après j'imagine qu'il existe tout de même de nombreuses variations génétiques à l'intérieur de chacune des deux lignées, qui permettent malgré tout un certain brassage génétique au fil des générations de gynes.

C'est un peu comme si cette stratégie évolutive misait tout sur les performances génétiques des ouvrières (ciment de la colonie), même si c'est probablement un peu plus compliqué que ça.

Je rappelle que ce potentiel avantage évolutif permis par l'hybridogénèse sociale n'est pour l'instant qu'une hypothèse non vérifiée.

Édit : tu es plus efficace que moi dans tes explications @sceletus !

[Mediagarde]

Ok merci à vous deux @Bouboulou @sceletus, je comprends un peu mieux en quoi c'est un (potentiel) avantage l'hybridogénèse sociale !